KR101276081B1 - 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 양 단을 맞대기 용접 할 때 양단을 일직선상에 위치되도록 정렬시키는 것은 물론이고 파이프 내부에서 파이프의 찌그러진 진원을 확관 보정하여 단차를 최소화시켜 용접이 용이하도록 하는 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급되는 유압유가 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 장소에서도 원활하게 작동될 수 있도록 함은 물론이고 전원 공급이 이루어지지 않는 비상시에도 유압유 공급이 가능하여 사용이 편리하고, 구조 개선을 통해 쉽게 교체 및 유지보수가 가능하도록 하여 작업능률을 크게 향상시킬 수 있도록 된 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 대형 파이프를 용접함에 있어 정렬장치의 클램프수단이 두 파이프를 동일 수평선상에 위치시킴과 동시에 파이프의 찌그러진 부분을 확관 보정할 수 있어 단차를 최소화할 수 있고, 위치고정수단이 클램프수단의 일측 클램프부의 위치를 설정하게 되므로 제1,2클램프부는 두 파이프를 정확하게 고정할 수 있다. 또한, 상기 클램프수단의 동작을 위한 유압유를 공급할 때 냉각수단을 통해 공급하게 되므로 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 지역에서도 정확한 동작을 가능하게 하고, 일측에 어큐뮬레이터를 구비하게 되므로 전원이 공급되지 않는 비상시 클램프수단의 클램핑을 해제할 수 있어 사용이 편리한 효과를 나타낸다.

Description

파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치{An internal clamp pipe both ends line-up device for welding a pipe}

본 발명은 파이프의 양 단을 맞대기 용접 할 때 양단을 일직선상에 위치되도록 정렬시키는 것은 물론이고 파이프 내부에서 파이프의 찌그러진 진원을 확관 보정하여 단차를 최소화시켜 용접이 용이하도록 하는 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급되는 유압유가 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 장소에서도 원활하게 작동될 수 있도록 함은 물론이고 전원 공급이 이루어지지 않는 비상시에도 유압유 공급이 가능하여 사용이 편리하고, 구조 개선을 통해 쉽게 교체 및 유지보수가 가능하도록 하여 작업능률을 크게 향상시킬 수 있도록 된 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 파이프는 제조시 파이프의 외경 진원도가 균일하지 않고 큰 직경을 가지게 되므로 두 파이프의 용접을 위해서는 대형화 된 설비가 요구되고 있어, 이를 개선하고자 다양한 기술개발 및 발전이 있었다.

그래서, 대한민국공개특허번호 제10-2010-0132386호에서 소형화 된 대형 파이프 양단 정렬장치가 제안되었다. 이 공보를 참조로 하면, 양단 정렬장치에는 파이프 내부에서 전후 이동되는 프레임, 상기 프레임에 설치되는 하우징, 상기 하우징에 설치되는 클램프수단 및 실린더의 동작을 유도하는 저장탱크를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 바탕으로 종래의 양단 정렬장치는 파이프 내부를 이동하면서 파이프의 용접부분에서 두 파이프 내부를 상기 클램프수단이 외향되게 확장되면서 고정 및 정렬시켜서 용접이 이루어지도록 하고 있다. 특히, 상기 클램프수단에는 비드성형부를 구비하여 용접면 내벽에 밀착되도록 하여 융착물이 흘러들지 않도록 하고 있다.

상기한 종래의 정렬장치는 파이프 내부에서 이동되면 용접 부분에서 두 파이프를 정렬시키게 되므로 사용이 편리하고, 특히 비드성형부가 구비되어 있어 융착물이 파이프 내부로 흘러드는 것을 방지할 수 있어 작업이 편리한 장점이 있다.

그러나, 혹서기나 기온이 높은 지방에서 용접이 이루어질 때에는 클램프수단이나 비드성형부를 동작시키는 유압유의 온도가 상승될 수 있어 전반적인 동작이 원활하지 못하는 단점이 있었으며, 상기 클램프수단이 확장되어 파이프를 고정하고 있는 상태에서 전원 공급이 원활하지 못하는 비상상태가 발생될 경우 정렬장치 자체를 파이프에서 분리하기 어려운 문제도 있었다. 또한, 용접면을 지지하는 비드성형부의 경우 일정 기간 사용하게 되면 용접시 발생되는 융착물로 인해 표면이 매끄럽지 못하게 되므로 교체가 요구되나 그 구조적인 문제로 인해 교체 또한 쉽지 않아 유지보수가 어려운 문제도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공급되는 유압유가 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 장소 특히, 중동 및 열대지방 등에서도 원활하게 작동될 수 있도록 함은 물론이고 전원 공급이 이루어지지 않는 비상시에도 유압유 공급이 가능하여 사용이 편리하고, 구조 개선을 통해 쉽게 교체 및 유지보수가 가능하도록 하여 작업능률을 크게 향상시킬 수 있도록 된 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동수단에 의해 전후 이동가능하게 구성되는 프레임과, 상기 프레임의 일측에 설치되어 실린더의 동작에 의해 외향되게 확장되면서 용접될 두 파이프의 양 단부를 각각 고정하면서 파이프의 찌그러진 진원을 보정하는 클램프수단와, 상기 프레임 타측에 설치되어서 실린더의 동작을 유도하기 위해 유압유를 공급하는 저장탱크 및 상기 저장탱크의 일측에 설치되어 공급되는 유압유가 과열되지 않고 공급될 수 있도록 하는 냉각수단을 포함하여 구성된 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 있어서, 상기 클램프수단은상기 프레임의 일측에 설치되는 하우징; 상기 하우징에 방사형 형상으로 환배치 되어서 실린더의 동작에 의해 외향되게 확장되면서 용접될 두 파이프를 각각 고정하는 다수의 클램프로 구성된 제1,2클램프부로 이루어지는 클램프부재; 상기 제1,2클램프부 중 일측 클램프부를 이루는 클램프에 설치되어 클램프부의 확장시 두 파이프의 용접면에 밀착되어 융착물이 내부로 흘러들지 않게 하는 비드성형부;를 포함하되, 상기 비드성형부는 상기 제1,2클램프부 중 일측 클램프부를 이루는 클램프에 스프링을 통해 탄성 지지되도록 설치되는 고정부재; 및 상기 고정부재의 상부에 결합되도록 하측에 결합부가 형성되어 있되, 상기 결합부는 상기 고정부재의 측면에서 결합되는 고정볼트에 의해서 결합되어 쉽게 교체 가능하게 구성되는 비드부재;를 포함하여 구성되고, 상기 고정부재는 상기 클램프의 일측 상면에 위치되는 스프링; 상기 클램프의 하측에서 상기 스프링 내부를 통해 상향 결합되며, 중앙에 통공이 형성된 지지축; 상기 스프링 상측에 안치되며 중앙에는 관통공이 형성된 캡; 상기 캡 상측에 안치되며 하면 중앙에는 상기 캡의 관통공과 연통되는 연통공이 형성되며, 상향 돌출된 양 측면에는 상기 비드부재의 결합부를 측면에서 볼팅할 수 있는 볼트공과 핀공이 각각 형성된 브라켓; 및 상기 브라켓의 상측에서 연통공을 통해 하향 삽입되어져 하단부는 상기 지지축의 통공을 통해 하향 돌출되어 결합되는 제1고정핀에 의해서 상향 분리되지 않고, 상단부는 상기 브라켓의 양 측면에 형성된 핀공을 통해 삽입되는 제2고정핀에 의해서 하향 분리되지 않도록 체결되어서 상기 브라켓을 상기 스프링에 탄성지지 되도록 하는 축핀;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 프레임의 일측에는 전원이 공급되지 않아 유압유의 공급이 이루어지지 않는 비상시 작업자의 제어에 의해 상기 클램프수단으로 유압유를 공급하여 파이프에 대한 고정을 해제할 수 있도록 하는 어큐뮬레이터가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 대형 파이프를 용접함에 있어 정렬장치의 클램프수단이 두 파이프를 동일 수평선상에 위치시킬 수 있으므로 용접이 편리함은 물론이고 클램프수단의 확장시 파이프의 찌그러진 부분을 확관 보정할 수 있어 단차를 최소화할 수 있고, 그 준비 과정에 있어서도 위치고정수단이 클램프수단의 일측 클램프부의 위치를 설정하게 되므로 제1,2클램프부는 두 파이프를 정확하게 고정할 수 있다. 또한, 상기 클램프수단의 동작을 위한 유압유를 공급할 때 냉각수단을 통해 공급하게 되므로 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 지역에서도 정확한 동작을 가능하게 하고, 일측에 어큐뮬레이터를 구비하게 되므로 전원이 공급되지 않아도 비상시 클램프수단의 클램핑을 해제할 수 있어 사용이 편리한 효과를 나타낸다.

또한, 비드성형부의 비드부재는 고정부재의 측면에서 결합되는 볼트를 매개로 볼팅되므로 잦은 용접에 의해 비드부재의 교체가 요구되면 손쉽게 교체할 수 있어 유지관리에서도 유리한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 보인 측면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프수단을 보인 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부를 보인 분리 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부의 결합관계를 보인 도 4의 A-A선 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 클램프수단 전체 결합관계를 보인 도 3의 B-B선 단면도.
도 8의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 정렬장치의 작동관계를 보인 개략적 측면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램핑수단의 작동관계를 보인 개략적 확대 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 일실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치를 보인 측면도이다.

도 1 및 2를 참조로 하면, 본 발명의 파이프 양단 정렬장치는 크게 프레임(100), 클램프수단(200), 저장탱크(300) 및 냉각수단(400)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 프레임(100)은 상기 각 구성요소를 설치하기 위한 것으로, 그 형상과 구조는 제작자 임의대로 변경 가능함은 물론이고 상기 프레임(100)을 파이프 내부에서 전후진 가능하게 하는 이동수단(110)을 포함한다. 상기 이동수단(110)은 상기 프레임(100)의 하측 전후방에 구비되는 보조바퀴(112), 상기 프레임(100)의 상측에 구비되어 파이프의 내면 상측에 밀착되면서 구름운동에 의해 프레임(100)을 이동시키는 구동바퀴(114) 및 상기 구동바퀴(114)로 동력을 전달하는 구동모터(116)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 구동바퀴(114)는 상세하게 미도시 하였으나 축을 승하강 가능하게 구성하여서 파이프 내벽에 밀착되거나 그렇지 않도록 구성하는 것이 바람직하며, 이 구동바퀴(114)의 승하강 동작에 대해서는 전술한 종래기술에서도 언급하고 있는바 더 이상 별도의 상술은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 클램프수단(200)은 상기 프레임(100)의 일측에 설치되어 실린더의 동작에 의해 외향되게 확장되면서 용접될 두 파이프의 양 단부를 각각 고정하는 것으로, 상기 클램프수단(200)의 상세한 구성 및 결합관계에 대해서는 하기에서 다시 살펴보기로 한다.

다음으로, 상기 저장탱크(300)는 상기 프레임(100) 타측에 설치되어서 상기 클램프수단(200)의 실린더 동작을 유도하기 위해 유압유 즉, 유압을 공급하기 위해 구비되는 것으로, 상기 저장탱크(300)는 상기 클램프수단(200)과 미도시 하였으나 관로를 통해서 연결되어 있음은 너무나 자명하다.

다음으로, 상기 냉각수단(400)은 냉각팬과 같은 구성을 가져 상기 저장탱크(300)의 일측에 설치되어 공급되는 유압유가 일정한 온도를 유지한 채 공급될 수 있도록 하는 것으로, 상세하게는 미도시 하였으나 상기 저장탱크(300)와 클램프수단(200)을 연결하는 관로 상에 설치되어서 이동되는 유압의 온도를 저하시키기 위한 것이다. 이는 혹서기와 같은 더운 날씨에는 유압의 온도가 상승될 수 있어 이를 방지하여 원활한 작동이 가능하도록 하기 위한 것으로, 상기 유압의 온도가 고온으로 상승하게 되면 점도가 낮아서 오작동 등을 유발할 수 있기 때문이다.

이렇듯, 상기 냉각수단(400)이 구비되어 유압유의 온도를 낮출 수 있기 때문에 특히 고온의 온도에서도 정확한 동작을 구현하여 클램핑할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 프레임(100)의 하부 일측에는 상기 클램프수단(200)의 실린더와 연결되어 전원이 공급되지 않아 유압유의 공급이 이루어지지 않는 비상시 작업자의 제어에 의해 상기 클램프수단(200)으로 유압유를 공급하여 파이프에 대한 고정을 해제할 수 있도록 하는 어큐뮬레이터(accumulator)(500)가 추가로 구비된다. 즉, 상기 정렬장치는 원통형 형상의 파이프 내부에서 동작하기 때문에 작업도중 전원 공급이 중단될 수 있는데, 만약 상기 클램프수단(200)이 파이프를 고정하고 있을 때 전원 공급이 중단되면 상기 저장탱크(300)로부터 유압유의 공급 또한 중지되므로 클램핑 동작을 해제하기에 상당한 무리가 있을 것이다. 이때, 상기 어큐뮬레이터(500)가 평상시 저장탱크(300)로부터 공급되는 유압유를 저장하고 있다가 작업자의 제어에 의해 상기 클램프수단(200)으로 유압유를 공급하여 파이프의 고정을 해제할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해 후술할 손잡이부(600)의 일측에는 비상시 운전자가 파이프 속으로 들어가서 상기 어큐뮬레이터(500)를 조작할 수 있도록 미도시된 수동식 제어밸브가 구비되는 것은 당연하다.

그리고, 상기 프레임(100)의 선단부에는 장치를 운반하는데 사용될 수 있는 손잡이부(600)가 구비되어 있으며, 상기 손잡이부(600) 일측에는 위치고정수단(700)이 추가로 구비되어 있다. 상기 위치고정수단(700)은 상기 프레임(100) 상에 회전 가능한 상태로 구비되는 회전레바(710)와, 상기 회전레바(710)에 일단부가 결합된 고정레바(720) 및 상기 프레임(100)상에 설치되어서 상기 고정레바(720)의 타단부와 연결되어 신축 동작에 의해서 상기 고정레바(720)를 외향되게 펼치는 유압실린더(730)을 포함하여 구성되어 상기 유압실린더(730)의 동작으로 상기 고정레바(720)를 파선으로 도시된 바와 같이 외측으로 펼치게 되는데, 이의 작동관계는 하기에서 다시 살펴보기로 한다.

이제, 하기에서는 상기에서 간략하게 살펴본 클램프수단(200)의 상세한 구성 및 결합관계에 대해서 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프수단을 보인 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부를 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부를 보인 분리 사시도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램프 및 비드성형부의 결합관계를 보인 도 4의 A-A선 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 클램프수단 전체 결합관계를 보인 도 3의 B-B선 단면도이다.

먼저, 도 3을 참조로 하면, 본 발명의 클램프수단(200)은 크게 하우징(210), 클램프부재(220) 및 비드성형부(230)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(210)은 상기 프레임(100)의 일측에 설치되는 것으로, 내부에 수용공간이 형성되며 수평 방향으로 설치된 가이드축(214)에 대칭되게 설치된 제1,2하우징(212a,212b)으로 구성된다. 이러한 상기 제1,2하우징(212a,212b)에는 여기서는 미부호 설명이나 원주방향으로 다수의 슬라이드공(213)이 형성되어 있으며, 그 형상과 구성은 작업여건이나 제작여건에 따라 변경될 수 있음은 너무나 자명하다.

그리고, 상기 클램프부재(220)는 상기 하우징(210)을 구성하는 상기 제1하우징(212a)에 형성된 슬라이드공(213)에 방사형 형상으로 환배치되는 다수의 클램프(224)로 이루어진 제1클램프부(222a) 및 상기 제2하우징(212b)에 형성된 슬라이드공(213)에 방사형 형상으로 환배치되는 다수의 클램프(224)로 이루어진 제2클램프부(222b)를 포함하여 구성되는데, 상기 제1,2클램프부(222a,222b)를 이루는 다수의 클램프(224)는 후술하겠지만 상기 하우징(210) 내부에 구비되는 실린더(216)와 연결되어서 실린더(216)의 신축 동작에 의해 상기 하우징(210) 외측으로 확장 즉, 펼쳐지면서 파이프를 고정하거나 수축되면서 고정 해제를 하게 된다.

그리고, 상기 비드성형부(230)는 상기 클램프부재(220)를 이루는 제1,2클램프부(222a,222b) 중 어느 일측의 클램프부를 이루는 다수의 클램프(224)에 각각 설치되어서 상기 클램프부재(220)의 확장 동작시 파이프의 용접면에 먼저 밀착되어서 내부로 융착물이 흘러드는 것을 방지하게 된다.

한편, 도 4 내지 도 6을 참조로 하면, 상기 제1,2클램프부(222a,222b)를 구성하는 클램프(224) 및 비드성형부(230)의 구성 및 결합관계에 대해서 상세히 살펴볼 수 있다.

먼저, 상기 클램프(224)는 여기서는 미도시 하였으나 실린더와 연결되어 왕복 운동할 왕복링크와 볼팅되기 위한 볼트공(225)이 가운데 부분에 형성되고, 일측에는 상기 비드성형부(230)를 결합하기 위한 안치부(226)가 형성되어 있다. 상기 안치부(226)에는 결합공(227)이 형성되며, 상기 결합공(227)의 가장자리에는 안치홈(228)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고 상면 양측에는 롤러(229)가 구비되어 있어 있음을 알 수 있다. 한편, 여기서 도시된 클램프(224)는 상기 제1클램프부(222a)를 구성하는 클램프(224)를 도시한 것으로, 상기 제2클램프부(224b)를 구성하는 클램프(224)는 동일한 구성 및 동작을 하므로 동일한 부호를 사용하였으며 별도의 상술은 생략하기로 한다. 다만, 상기 비드성형부(230)는 어느 일측 클램프(224)에만 결합되므로 안치부(226)의 존재여부가 두 클램프의 가장 큰 차이임을 인지해야 된다.

계속해서, 상기 비드성형부(230)는 상기 제1,2클램프부(222a,222b) 중 일측 클램프부를 이루는 클램프(224) 즉, 안치부(226)가 형성된 제1클램프부(222a)의 클램프(224)에 스프링(242)을 통해 탄성 지지되도록 설치되는 고정부재(240) 및 상기 고정부재(240)의 상부에 결합되도록 하측에 결합부(252)가 형성되어 있되, 상기 결합부(252)는 상기 고정부재(240)의 측면에서 결합되는 고정볼트에 의해서 결합되어 쉽게 교체 가능하게 구성되는 비드부재(250)를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 고정부재(240)는 상기 클램프(224)의 일측에 형성된 안치홈(228)으로 삽입 설치되는 스프링(242)과, 상기 클램프(224)의 하측에서 결합공(227)을 통해 상기 스프링(242) 내측으로 상향 결합되며 중앙에 길이 방향으로 통공(244a)이 형성된 지지축(244)과, 상기 스프링(242) 상측에 안치되며 중앙에는 관통공이 형성된 캡(245)과, 상기 캡(245) 상측에 안치되며 하면 중앙에는 상기 캡(245)의 관통공과 연통되는 연통공(246a)이 형성되며, 상향 돌출된 양 측면부재의 양측에는 상기 비드부재(250)의 결합부(252)를 측면에서 볼팅할 수 있는 체결공(246b)이 각각 형성되고, 양 측면부재의 가운데 부분에는 핀공(246c)이 형성된 브라켓(246) 및 상기 브라켓(246)의 상측에서 연통공(246a)을 통해 하향 삽입되어져 하단부는 상기 지지축(244)의 통공(244a)을 통해 하향 돌출되어 결합되는 제1고정핀(248)에 의해서 상향 분리되지 않고, 상단부는 상기 브라켓(246)의 양 측면부재 가운데 부분에 형성된 핀공(246c)을 통해 삽입되는 제2고정핀(249)에 의해서 하향 분리되지 않도록 체결되어서 상기 브라켓(246)을 스프링(242)에 탄성지지 되도록 하는 축핀(247)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 지지축(244)의 하면 가장자리에는 결합될 축핀(247)에 체결되는 제1고정핀(248)의 회전을 간섭함으로써 회전 반경을 제한하기 위한 걸림턱(244b)이 형성되어 있어 확장 및 수축 동작시 일정 각도 즉, 비드부재(250)가 수평 및 수직 각도조절, 상하 탄성이 하나의 축에서 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기 고정부재(240)의 브라켓(246)은 상측에 결합되는 비드부재(250)의 결합부(252)를 측면에서 볼팅하게 되므로 비드부재(250)의 교체가 요구 될 때 다른 구성요소의 분리 없이도 신속하게 교체할 수 있게 된다.

여기서, 상기와 같이 구성된 클램프수단(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 결합된다. 즉, 하우징(210)을 구성하는 제1,2하우징(212a,212b)은 가이드축(214) 상에 대칭되게 설치되며, 상기 제1하우징(212a)에 형성된 슬라이드공(213)에는 제1클램프부(222a)를 구성하는 다수의 클램프(224)가 설치되며, 제2하우징(212b)에 형성된 슬라이드공(213)에는 제2클램프부(222b)를 구성하는 다수의 클램프(224)가 설치되어 있다. 이때, 상기 제1클램프부(222a)를 구성하는 클램프(224)에 형성된 안치부(226)에는 비드성형부(230)가 설치되어져 있다.

한편, 상기 제1,2클램프부(222a,222b)를 구성하는 클램프(224)는 제1,2하우징(212a,212b)의 일측에서 각각 결합되는 실린더(216)의 이동체(218)의 신축에 의해 외측으로 펼쳐지거나 수축되도록 결합된다. 즉 상기 실린더(216)의 이동체(218) 일단에 힌지 결합되는 회전링크(219a) 및 상기 회전링크(219a)의 타단부에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 클램프(224)에 볼팅되어 결합되는 왕복링크(219b)에 의해서, 상기 제1,2하우징(212a,212b)에 각각 설치된 이동체(218)가 가이드축(214)의 중심부를 향해 이동하게 되면 회전링크(219a)는 위치가 보정되면서 연결된 왕복링크(219b)를 외향되게 밀게 되고, 곧 상기 왕복링크(219b)에 연결된 다수의 클램프(224)는 동시에 하우징(210) 외측으로 확장되는 것이다.

이때, 상기 제1클램프부(222a)를 구성하는 클램프(224)의 안치부(226)에 설치된 비드성형부(230)의 비드부재(250)는 클램프(224)보다 외측으로 돌출된 채 위치하고 있음을 알 수 있는데, 이는 상기 제1클램프부(222a)의 확장 작동시 먼저 파이프 내면에 닿게 하기 위함이며, 상기 비드부재(250)는 스프링(242)에 탄성 지지되어 있으므로 수축되면서 단단히 밀착하게 되는 것은 당연하다.

이제, 하기에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 정렬장치에 대한 사용 상태를 살펴보기로 한다.

도 8의 "가" 및 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 정렬장치의 작동관계를 보인 개략적 측면도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클램핑수단의 작동관계를 보인 개략적 확대 단면도이다.

먼저, 도 8의 "가"를 참조로 하면, 용접 될 두 파이프(P,P') 중 어느 일측 파이프의 내부로 본 발명의 정렬장치를 프레임(100)에 설치된 이동수단(110)을 매개로 이송시켜 선단부가 파이프 외부로 돌출되도록 한 다음 위치고정수단(700)을 이용하여 상기 정렬장치에 설치된 클램프수단(200) 중 제2클램프부(222b)가 정확한 위치에서 파이프(P) 내면을 고정할 수 있도록 한다. 즉, 정렬장치의 손잡이부(600)가 형성된 선단부 일부가 파이프 외부로 돌출되면 이송을 중지하고 위치고정수단(700)의 유압실린더(730)의 신축 동작에 의해 회전레바(710)를 회전시켜서 그 일측에 연결된 고정레바(720)가 외측으로 펼쳐지도록 한다. 이 상태에서 정렬장치를 프레임(100)에 설치된 이동수단(110)을 매개로 후진시키게 되면 외측으로 돌출된 고정레바(720)가 파이프(P)의 선단면에 부딪히게 된다. 그런 다음 제2하우징(212b)에 설치된 실린더(216)를 동작시켜 제2클램프부(222b)를 확장시켜서 파이프(P) 내면을 고정함과 동시에 위치고정수단(700)의 고정레바(720)는 확장되기 전의 상태로 복원시키게 된다.

계속해서, "나"에 도시된 바와 같이, 다른 파이프(P')를 정렬장치의 선단부 외측을 통해 끼움하면서 이미 고정되어 있는 파이프(P)에 맞닿게 한 뒤 클램프수단(200) 중 제1하우징(212a)에 설치된 실린더(216)를 동작시켜 제1클램프부(222a)를 확장시켜서 다른 파이프(P')를 고정하게 되는데, 이 클램프수단(200)의 동작은 하기에서 다시 살펴보기로 한다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 클램프수단(200)의 제1,2클램프부(222a,222b)는 용접될 파이프(P,P')의 양 단부를 밀착하여서 고정하고 있고, 제1클램프부(222a)에 설치된 비드성형부(230)의 비드부재(250)는 두 파이프(P,P')의 용접면 내벽에 밀착되어서 내부로 융착물이 흘러드는 것을 방지하게 된다. 상기한 클램프수단(200)의 제1,2클램프부(222a,222b)가 확장하여 파이프를 고정하는 동작은 종래기술에서도 언급하고 있는 방식과 동일하므로 본원에서는 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 상기 클램프수단(200)의 제1,2클램프부(222a,222b)는 외향되게 확장되면서 두 파이프(P,P')를 고정하는 것은 물론이고 용접 부분이 찌그러진 경우 확관 보정함으로써 두 파이프 간의 단차도 해결할 수 있음은 너무나 당연하다.

이렇듯, 대형 파이프를 용접함에 있어 정렬장치의 클램프수단(200)이 두 파이프를 동일 수평선상에 위치시킬 수 있으므로 용접이 편리함은 물론이고 파이프의 내부에서 파이프의 찌그러진 진원을 확관 보정하므로써 맞대는 부분의 단차를 최소화할 수 있으며, 그 준비 과정에 있어서도 위치고정수단(700)이 클램프수단(200)의 일측 클램프부의 위치를 설정하게 되므로 제1,2클램프부(222a,222b)는 정확한 위치에서 두 파이프를 고정할 수 있다. 또한, 상기 클램프수단(200)의 동작을 위한 유압유를 공급할 때 냉각수단(400)을 통해 공급하게 되므로 고온으로 상승되는 것을 방지하여 고온의 지역에서도 정확한 동작을 가능하게 하고, 일측에 어큐뮬레이터(500)를 구비하게 되므로 전원이 공급되지 않아도 비상시 클램프수단(200)의 클램핑을 해제할 수 있어 사용이 편리한 장점이 있다.

또한, 상기 비드성형부(230)의 비드부재(250)는 고정부재(240)의 측면에서 결합되는 볼트를 매개로 볼팅되므로 잦은 용접에 의해 비드부재(250)의 교체가 요구되면 손쉽게 교체할 수 있어 유지관리에서도 큰 장점이 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

100 : 프레임 110 : 이동수단
112 : 보조바퀴 114 : 구동바퀴
116 : 구동모터 200 : 클램프수단
210 : 하우징 212a : 제1하우징
212b : 제2하우징 214 : 가이드축
216 : 실린더 220 : 클램프부재
222a : 제1클램프부 222b : 제2클램프부
224 : 클램프 225 : 볼트공
226 : 안치부 227 : 결합공
228 : 안치홈 229 : 롤러
230 : 비드성형부 240 : 고정부재
242 : 스프링 244 : 지지축
244a : 통공 244b : 걸림턱
245 : 캡 246 : 브라켓
246a : 연통공 246b : 체결공
246c : 핀공 247 : 축핀
248 : 제1고정핀 249 : 제2고정핀
250 : 비드부재 252 : 결합부
300 : 저장탱크 400 : 냉각수단
500 : 어큐뮬레이터 600 : 손잡이부
700 : 위치고정수단 710 : 회전레바
720 : 고정레바 730 : 유압실린더

Claims (4)

1. 이동수단에 의해 전후 이동가능하게 구성되는 프레임과, 상기 프레임의 일측에 설치되어 실린더의 동작에 의해 외향되게 확장되면서 용접될 두 파이프의 양 단부를 각각 고정하면서 파이프의 찌그러진 진원을 보정하는 클램프수단와, 상기 프레임 타측에 설치되어서 실린더의 동작을 유도하기 위해 유압유를 공급하는 저장탱크 및 상기 저장탱크의 일측에 설치되어 공급되는 유압유가 과열되지 않고 공급될 수 있도록 하는 냉각수단을 포함하여 구성된 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치에 있어서,
   상기 클램프수단은
   상기 프레임의 일측에 설치되는 하우징;
   상기 하우징에 방사형 형상으로 환배치 되어서 실린더의 동작에 의해 외향되게 확장되면서 용접될 두 파이프를 각각 고정하는 다수의 클램프로 구성된 제1,2클램프부로 이루어지는 클램프부재;
   상기 제1,2클램프부 중 일측 클램프부를 이루는 클램프에 설치되어 클램프부의 확장시 두 파이프의 용접면에 밀착되어 융착물이 내부로 흘러들지 않게 하는 비드성형부;를 포함하되,
   상기 비드성형부는
   상기 제1,2클램프부 중 일측 클램프부를 이루는 클램프에 스프링을 통해 탄성 지지되도록 설치되는 고정부재; 및
   상기 고정부재의 상부에 결합되도록 하측에 결합부가 형성되어 있되, 상기 결합부는 상기 고정부재의 측면에서 결합되는 고정볼트에 의해서 결합되어 쉽게 교체 가능하게 구성되는 비드부재;를 포함하여 구성되고,
   상기 고정부재는
   상기 클램프의 일측 상면에 위치되는 스프링;
   상기 클램프의 하측에서 상기 스프링 내부를 통해 상향 결합되며, 중앙에 통공이 형성된 지지축;
   상기 스프링 상측에 안치되며 중앙에는 관통공이 형성된 캡;
   상기 캡 상측에 안치되며 하면 중앙에는 상기 캡의 관통공과 연통되는 연통공이 형성되며, 상향 돌출된 양 측면에는 상기 비드부재의 결합부를 측면에서 볼팅할 수 있는 볼트공과 핀공이 각각 형성된 브라켓; 및
   상기 브라켓의 상측에서 연통공을 통해 하향 삽입되어져 하단부는 상기 지지축의 통공을 통해 하향 돌출되어 결합되는 제1고정핀에 의해서 상향 분리되지 않고, 상단부는 상기 브라켓의 양 측면에 형성된 핀공을 통해 삽입되는 제2고정핀에 의해서 하향 분리되지 않도록 체결되어서 상기 브라켓을 상기 스프링에 탄성지지 되도록 하는 축핀;
   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 프레임의 일측에는 전원이 공급되지 않아 유압유의 공급이 이루어지지 않는 비상시 작업자의 제어에 의해 상기 클램프수단으로 유압유를 공급하여 파이프에 대한 고정을 해제할 수 있도록 하는 어큐뮬레이터가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 파이프 용접을 위한 파이프 양단 정렬장치.
3. 삭제
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